组成图示
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传感器类型
荧光生物传感器
检测对象
恩诺沙星（enrofloxacin）、诺氟沙星（norfloxacin）、环丙沙星（ciprofloxacin）、氧氟沙星（ofloxacin）、氟甲喹（flumequine）等氟喹诺酮类抗生素；样品基质：畜禽饮用水/环境水样（实验用 PBS 缓冲液）。
检测原理
该传感器采用竞争性置换荧光机制。首先，基于药效团导向策略设计抗生素类似物抗原，通过噬菌体展示筛选获得 scFv A2 或 F9，并将其固定于琼脂糖树脂上。随后，Cy3 标记的抗生素类似物 7 或 9 与 scFv 预结合，形成带荧光的固相复合物。当样品中存在目标氟喹诺酮抗生素时，目标分子与 Cy3 类似物竞争结合 scFv 的结合位点；目标浓度越高，Cy3 类似物被置换解离越多，树脂表面荧光强度越低。A2 主要识别恩诺沙星特有结构，可区分环丙沙星；F9 识别共同吡啶酮-羧酸药效团，可广谱结合多种氟喹诺酮。最终通过荧光成像或荧光强度变化实现一步检测。
检测灵敏度
未报告具体 LOD、线性范围、灵敏度斜率或 R^2；原文仅报告检测限为微摩尔范围（micromolar range），并给出用药指导浓度 enrofloxacin 139 µM、norfloxacin 313 µM；SPR KD: A2 2.5 µM、F9 1.58 µM。
效应效果
A2 对恩诺沙星选择性优异，可区分结构极相似的环丙沙星，且不与诺氟沙星等其他氟喹诺酮交叉；F9 可广谱检测恩诺沙星、诺氟沙星、环丙沙星、氧氟沙星和氟甲喹，但不与头孢吡肟、法罗培南等 β-内酰胺类抗生素发生非特异结合。两种传感器检测限为微摩尔范围，低于家禽用药指导浓度（恩诺沙星 139 µM、诺氟沙星 313 µM）。系统采用一步荧光检测，操作简便，适合现场定性筛查畜禽饮用水中滥用或误用抗生素。原文未报告稳定性、重现性 RSD、实际样品回收率及与 ELISA/HPLC/qPCR 的定量对比。
传感器的构成
- 固相载体：氰基溴活化琼脂糖树脂（CNBr-activated agarose, Sigma C9210），提供 scFv 固定化基质并承载传感反应。
- 识别元件：单链可变片段 scFv A2（恩诺沙星选择性）或 scFv F9（广谱氟喹诺酮），固定于琼脂糖树脂上识别目标抗生素。
- 信号标记物：Cy3 标记恩诺沙星类似物 7 或 Cy3 标记诺氟沙星类似物 9，预结合于 scFv 结合位点，提供荧光信号。
- 竞争分析物：恩诺沙星（enrofloxacin, 1）、诺氟沙星（norfloxacin, 2）等氟喹诺酮抗生素，与 Cy3 类似物竞争结合 scFv。
- 读出介质：荧光成像与荧光强度测量，通过树脂表面荧光褪去程度反映目标抗生素存在。
中文摘要
本研究基于药效团导向策略，利用单链可变片段（scFv）作为识别元件，开发了可广谱或选择性检测氟喹诺酮类抗生素的荧光生物传感器。作者通过对氟喹诺酮抗生素药效团进行结构修饰，设计合成生物素化抗生素类似物，并采用噬菌体展示技术从 scFv 文库中筛选获得相应识别模块。所得 A2 和 F9 scFv 与其代表性抗原的结合亲和力为微摩尔级（表面等离子共振测定）。A2 对恩诺沙星具有特异性，不与包括结构相似的环丙沙星在内的其他氟喹诺酮类抗生素交叉反应；F9 则通过识别共同的吡啶酮-羧酸药效团，可作为广谱氟喹诺酮结合元件。基于这些 scFv 受体，作者构建了一步荧光生物传感器，可在低于动物用药指导浓度的水平检测氟喹诺酮类抗生素。该策略有望用于开发现场便携式生物传感器，对畜禽饮用水中滥用或误用抗生素进行定性检测。
英文摘要
We developed fluorescent biosensor systems that are either general or selective to fluoroquinolone antibiotics by using a single-chain variable-fragment (scFv) as a recognition element. The selectivity of these biosensors to fluoroquinolone antibiotics was rationally tuned through the structural modification on the pharmacophore of fluoroquinolone antibiotics and the subsequent selection of scFv receptor modules against these antibiotics-based antigens using phage display. The resulting A2 and F9 scFv's bound to their representative antigen with a moderate affinity (K(D) in micromolar range as determined by surface plasmon resonance). A2 is a specific binder for enrofloxacin and did not cross-react with other fluoroquinolone antibiotics including structurally similar ciprofloxacin, while F9 is a general fluoroquinolone binder that likely bound to the antigen at the common pyridone-carboxylic acid pharmacophore. These scFv-based receptors were successfully applied to the development of one-step fluorescent biosensor which can detect fluoroquinolone antibiotics at concentrations below the level suggested in animal drug application guidelines. The strategy described in this report can be applied to developing convenient field biosensors that can qualitatively detect overused/misused antibiotics in the livestock drinking water.